KR100600492B1 - 나노 수산화알루미늄이 함유된 식품 포장재 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 나노 수산화알루미늄이 함유된 식품 포장재는 폴리에틸렌 수지 90.0 내지 99.0 중량%와 수산화알루미늄 1.0 내지 10.0 중량%로 혼합되어 제조되어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 식품 포장재을 제조하기 위해 합성수지에 입자가 100 내지 800㎚ 크기의 수산화알루미늄을 첨가함으로써, 수산화알루미늄이 균등하게 분포된 식품 포장재을 성형하여 원적외선 방출의 효과가 있으며, 특히 항균력과 탈취력이 우수한 것이 장점이다.

식품 포장재, 수산화알루미늄, 나노 입자, 항균력, 탈취력

Description

나노 수산화알루미늄이 함유된 식품 포장재 및 그 제조 방법{Food Packing Materials contained Nano Aluminium hydroxide and Process for Preparation of the Same}

본 발명은 나노 수산화알루미늄이 함유된 식품 포장재 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나노 입자의 수산화알루미늄을 합성수지에 첨가시켜 식품 포장재을 제조함으로써, 원적외선 방출 효과뿐만 아니라, 항균력 및 탈취력이 우수한 것을 특징으로 하는 나노 수산화알루미늄이 함유된 식품 포장재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 식품 포장재는 식품 포장용 비닐 및 백, 식품 포장용 랩 등 압출에 의해 제조되는 것과, 식품을 수용할 수 있는 소정의 크기를 갖는 용기로 사출에 의해 제조되는 것 등을 포함하는 것으로써, 일반 가정, 음식점 및 각종 과일, 야채, 생육 및 가공식품 등의 포장에 널리 사용되고 있다.

이러한 식품 포장재의 기본 용도는 이물질 투입 방지 기능 외에 가스 및 습기의 투과 차단 효과 등에 의한 신선도 유지의 기능만을 가지고 있어, 식품이 온도 및 습도의 변화에 따른 변질 및 미생물의 번식에 의한 식품이 변질되는 것을 방지하지는 못하였다.

따라서 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 많은 특허들이 출원되었으며, 특히 대한민국공개특허 특2000-0032538호(공개일자 2000. 6. 15.)로 김치를 잘익게 하며, 채소나 과일 등을 장기간 신선하게 보존하는 것이 가능한 "항균성 바이오 세라믹 포장 필름"이 공개되어 있으며, 대한민국공개특허 제10-2004-0096836호(공개일자 2004. 11. 17.)로 합성수지나 플라스틱수지 또는 비닐 소재로 이루어진 쓰레기 봉투나 비닐봉투를 제조공정 중이나 최종 공정 중 바람직한 어느 한 과정이나 에서 나노실버용액 또는 분말을 쓰레기 봉투 비닐 봉투의 중량에 대해 0.01 ~ 5% 의 중량 비로 봉투의 원료와 함께 배합하여 은 이온을 봉투에 침투시키어 항, 살균 효과를 갖는 것을 특징으로 하는 "나노 실버가 함유된 봉투"가 공개되어 있으나, 상기와 같은 특허들은 고가의 실버를 사용하므로써, 경제성이 없기 때문에 일반 대중화를 시키는데는 문제점이 있었다.

한편, 본 발명자는 대한민국등록특허 제10-0474934호(공고일자 2005. 3. 8.)로 초미립자, 구체적으로 입경이 5 내지 200nm의 수산화알루미늄의 제조방법 및 상기 제조방법에 의해 제조된 초미립자의 수산화알루미늄을 포함하는 화장품 조성물, 특히 모공 속 노폐물의 제거, 각질 제거 및 진균감염, 여드름, 피부염 등의 피부 트러블의 예방 및 치료에 효과적인 화장품 조성물에 관한 발명을 등록받은 바 있는데, 이러한 나노 수산화알루미늄은 탈취 효과를 갖는 원적외선이 방출되는 특성을 가지고, 항균 및 항진균 능력을 갖고 있는 점에 착안하여 식품 포장재의 제조에 적용하여 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방안으로 본 발명은 수산화알루미늄을 합성수지에 첨가시켜 식품 포장재을 제조함으로써, 원적외선 방출의 효과가 있을 뿐만 아니라, 우수한 항균력과 탈취력을 갖는 나노 수산화알루미늄이 함유된 식품 포장재 및 그 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명은 합성수지에 수산화알루미늄을 첨가하여 제조한 식품 포장재 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 나노 입자의 수산화알루미늄을 합성수지에 첨가시켜 식품 포장재을 제조함으로써, 원적외선 방출 효과뿐만 아니라, 항균력과 탈취력이 우수한 것을 특징으로 하는 나노 수산화알루미늄이 함유된 식품 포장재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 나노 수산화알루미늄이 함유된 식품 포장재는 폴리에틸렌 수지 90.0 내지 99.0 중량%와 수산화알루미늄 1.0 내지 10.0 중량%로 혼합되어 제조되어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 수산화알루미늄은 그 입자의 크기가 각각 100 내지 800㎚인 것을 사용한다.

본 발명에서 사용되는 수산화알루미늄은 음이온 화합물로서 음이온 방출과 탈취력을 갖는 원적외선이 방출되는 특성을 가지고, 항균 및 항진균 효과를 나타낼 수 있다. 그리고 수산화알루미늄의 입자의 크기가 분산력에 중요한 영향을 미치게 된다. 따라서 본 발명에서 사용되는 수산화알루미늄의 입자의 크기는 100 내지 800 ㎚가 바람직하다. 입자의 크기가 100 ㎚ 미만이 될 경우에는 분산력은 증대되나 입자를 나노화시키는데 비용이 증대되므로 경제성이 떨어지고, 800 ㎚를 초과할 경우에는 폴리에틸렌 수지와의 혼합이 불안정하여 균일하게 분산되지 않으므로 항균성이 저하되고, 또한, 원적외선 방출 특성을 충분히 가지지 못하게 되어 탈취력이 미미하게 된다.

본 발명에서 폴리에틸렌(PE) 대신 사용가능한 화합물로서 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PA), 폴리카보네이트(PC), 폴리스틸렌(PS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리염화비닐(PVC), 천연고무, 합성고무 중에서 한 가지를 선택하여 사용하는 것이 가능하다.

상기에서 폴리에틸렌 수지의 함량이 99.0 중량%를 초과하거나 수산화알루미늄의 함량이 1.0 중량% 미만이 될 경우에는 폴리에틸렌 수지의 함량에 비해 상대적으로 수산화알루미늄의 함량이 적기 때문에 원적외선 방출 효과 저하에 따른 탈취력 저하 및 항균력이 저하되며, 폴리에틸렌 수지의 함량이 90.0 중량% 미만이거나 수산화알루미늄의 함량이 10.0 중량%를 초과할 경우에는 폴리에틸렌 수지의 사슬간의 결합력이 낮아지기 때문에 최종 성형된 식품 포장재의 연신력이 부족하여 기계적 물성인 인장강도가 저하될 뿐만 아니라 사용되는 수산화알루미늄이 고가이므로 초가 첨가에 따른 단가 상승으로 인해 경제성이 저하되게 된다.

그리고 본 발명에 따른 나노 수산화알루미늄이 함유된 식품 포장재의 제조 방법은

ⅰ) 폴리에틸렌 수지 90.0 내지 99.0 중량%와, 수산화알루미늄 1.0 내지 10.0 중량%를 혼합하는 단계;

ⅱ) 상기 혼합된 원료를 가열한 후 압출 또는 사출하여 식품 포장재를 제조하는 단계;

를 거쳐 제조되어지는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 ⅰ) 단계의 수산화알루미늄은 그 입자의 크기가 100 내지 800㎚인 것을 사용하여 제조한다.

한편, 상기 ⅱ) 단계에서는 원료를 압출하여 통상의 합성수지 필름을 제조할 수 있으며, 이와 같이 제조된 합성수지 필름은 식품 포장용 비닐 및 백, 식품 포장용 랩, 일회용 장갑 등으로 가공하여 사용할 수 있을 것이다.

또한, 상기 ⅱ) 단계에서는 원료를 사출하여 통상의 합성수지 용기 및 음료를 섭취할 때 사용되는 빨대 등의 식품이 접촉되는 용기 및 물품을 제조할 수 있을 것이다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

(실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3)

실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3은 식품 포장재 중 압출을 통하여 제조하는 식품 포장용 비닐 백의 재료인 합성수지 필름 원단을 제조하여 실험하였다.

실시예 1 내지 3 및 비교예 1, 2의 식품 포장용 비닐 백의 재료인 합성수지 필름 원단을 제조하기 위해 사용한 압출기는 저밀도 폴리에틸렌용 스크류를 사용했으며 압출기 규격은 55 ㎜ 압출기를 사용하였다.

합성수지 필름 원단 압출 제조 방법은 먼저 일반 원료를 일정량 투입하여 압출 조건을 맞추어 온도 속도 필름 폭을 26 ㎝, 두께를 22 ㎛ 조절하여 가장 안정한 조건이 되었을 때 원료 투입구의 기존 원료가 거의 소진이 된 후 수산화알루미늄이 배합된 원료를 호퍼에 투입했으며, 투입 후 관찰결과 2~3분 경과 후부터 수산화알 루미늄이 첨가된 합성수지 필름 원단이 압출되기 시작하여 5분 경과 후부터 정상적인 합성수지 필름 원단이 제조되었다. 이때 합성수지 필름 원단의 권취는 2겹으로 권취하였다.

그리고 수산화알루미늄은 입자의 크기가 200 ㎚인 것을 사용하였다.

(실시예1)

폴리에틸렌 수지 99.0 ㎏과 수산화알루미늄 1.0 ㎏을 혼합하여 합성수지 필름 원단을 제조하였다.

(실시예 2)

폴리에틸렌 수지 95.0 ㎏과 수산화알루미늄 5.0 ㎏을 혼합하여 합성수지 필름 원단을 제조하였다.

(실시예 3)

폴리에틸렌 수지 90.0 ㎏과 수산화알루미늄 10.0 ㎏을 혼합하여 합성수지 필름 원단을 제조하였다.

(비교예 1)

수산화알루미늄이 첨가되지 않은 합성수지 필름 원단을 사용하였다.

(비교예 2)

폴리에틸렌 수지 99.5 ㎏과 수산화알루미늄 0.5 ㎏을 혼합하여 합성수지 필름 원단을 제조하였다.

(비교예 3)

폴리에틸렌 수지 85.0 ㎏과 수산화알루미늄 15.0 ㎏을 혼합하여 합성수지 필름 원단을 제조하였다.

상기의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에서 제조한 합성수지 필름 원단은 상기에서 설명한 바와 같이 통상의 방법에 따라 제조한 후 각각 샘플로 채취하였다.

상기와 같이 제조된 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 항균력, 원적외선 방출 및 탈취력을 측정하고, 기계적 물성으로 인장강도와 연신율을 측정하여 [표 1]에 나타내었다.

[표 1]

(측정 방법)

1) 항균성 평가 : 대장균, 포도상 구균

35℃ 일반 배양기에서 대장균 및 포도상 구균을 16~20시간 배양하고, 배양액을 멸균인산 완충액으로 20,000배로 희석한 다음 가로 2 cm ×세로 2 cm로 절단한 시편에 1 ml 적하하고, 25℃에서 24시간 보존 후 꺼낸다. 그 후 이를 멸균된 한천배지에 다시 48시간 배양하고 석평판 배양법(35℃, 2일간배양)으로 조사하여 생균수를 측정한다. 그리고 하기식에 따라 멸균율(%)을 계산하였다.

멸균율(%)=[(희석액의 생균수-24시간 보존후의 생균수)/희석액의 생균수] ×100

2) 탈취력 : 상치를 10일간 상기 합성수지 필름 원단으로 제조한 식품 포장용 비닐 백에 보관한 후 내부를 직접 관능법에 의해 후각이 정상적이고 건강한 사람 5인을 구성하여 각 판정자가 감지한 악취 중 다수가 감지한 악취도를 채택한다.

악취도	악취감도 구분	설 명
0	무취	평상시 후각으로 감지 못하는 상태
1	감지 취기	무슨 냄새인지 알 수 없으나 냄새를 느낄수 있는 정도의 상태
2	보통 취기	무슨 냄새인지 알 수 있는 정도의 상태
3	강한 취기	쉽게 감지할 수 있는 정도의 강한 냄새를 맏는 정도의 상태

3) 인장강도 및 신율 : KS M3001에 준하였다.

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4) 원적외선 방출 평가

45℃에서 시험하여 FT-IR 스펙트로미터를 이용한 블랙 바디(black Body) 대비 측정 결과를 나타내었다.

상기 [표 1]에서 보는 바와 같이 실시예 1 내지 3 및 비교예 2, 3은 식품 포장용 비닐 백의 재료인 합성수지 필름 원단을 제조시 나노 입자의 수산화알루미늄이 함유되어 있기 때문에 원적외선 방출 효과와 항균력 및 탈취력이 있는 것으로 나타났다. 특히 실시예 1 내지 3은 나노 입자의 수산화알루미늄을 1.0 내지 10.0 중량%의 범위 내로 혼합한 것으로 항균력 및 탈취력이 비교예 1 내지 2에 비해 탁월한 효과가 있는 것으로 나타났다.

반면에 비교예 1은 수산화알루미늄을 첨가하지 않은 종래의 일반적인 식품 포장재을 제조하여 실험한 것으로 원적외선 방출 효과가 없었으며, 이에 따라 탈취력도 발휘하지 못하였고, 대장균과 포도상구균의 항균력 실험에서도 항균력을 전혀 나타내지 못하였다. 그리고 비교예 2는 수산화알루미늄을 사용 함량 범위 미만으로 첨가하여 항균력 및 탈취력이 저조하게 나타났으며, 비교예 3은 수산화알루미늄이 사용 함량 범위를 초과되어 첨가된 경우로서, 향균력과 탈취력이 매우 우수한 것으로 나타났으나, 사용되는 수산화알루미늄이 고가이므로 초과 첨가에 따른 단가 상승으로 인해 경제성이 저하되었다.

그리고 실시예 1 내지 3 및 비교예 2, 3은 일반적인 식품 포장재인 비교예 1의 물성인 인장강도와 연신율의 결과와 유사하게 나타났는데 이는 상기의 이유와 같이 식품 포장재인 식품 포장용 비닐 백의 재료인 합성수지 필름 원단을 제조시 첨가되는 나노 입자의 수산화알루미늄이 응집되지 않고 골고루 균일하게 분포되어 함유되므로써, 인장강도와 연신율의 물성에 영향을 미치지 않은 것으로 나타났다.

본 발명은 식품 포장재을 제조하기 위해 합성수지에 입자가 100 내지 800㎚ 크기의 수산화알루미늄을 첨가함으로써, 수산화알루미늄이 균등하게 분포된 식품 포장재을 성형하여 원적외선 방출의 효과가 있으며, 특히 항균성과 탈취력이 우수한 것이 장점이다.

Claims (5)

1. 폴리에틸렌 수지 90.0 내지 99.0 중량%와 수산화알루미늄 1.0 내지 10.0 중량%로 혼합되어 제조되어지는 것을 특징으로 하는 나노 수산화알루미늄이 함유된 식품 포장재.
2. 제 1항에 있어서, 상기 수산화알루미늄은 그 입자의 크기가 100 내지 800 ㎚인 것을 특징으로 하는 나노 수산화알루미늄이 함유된 식품 포장재.
3. 제 1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌(PE) 수지 대신 사용 가능한 화합물로서 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PA), 폴리카보네이트(PC), 폴리스틸렌(PS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리염화비닐(PVC), 천연고무, 합성고무 중에서 한 가지를 선택하여 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 나노 수산화알루미늄이 함유된 식품 포장재.
4. ⅰ) 폴리에틸렌 수지 90.0 내지 99.0 중량%와, 수산화알루미늄 1.0 내지 10.0 중량%를 혼합하는 단계;

   ⅱ) 상기 혼합된 원료를 가열한 후 압출 또는 사출하여 식품 포장재를 제조하는 단계;

   를 거쳐 제조되어지는 것을 특징으로 하는 나노 수산화알루미늄이 함유된 식품 포장재의 제조 방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 ⅰ) 단계의 수산화알루미늄은 그 입자의 크기가 100 내지 800㎚인 것을 특징으로 하는 나노 수산화알루미늄이 함유된 식품 포장재의 제조 방법.